CN211573376U - 一种非开挖钻机的电液混合驱动系统及非开挖钻机系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及非开挖钻机技术领域，具体公开了一种非开挖钻机的电液混合驱动系统，其中，包括：供电系统、泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统、回转系统和控制系统，泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统、回转系统和控制系统均与所述供电系统电连接，泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统均与控制系统通信连接；泥浆泵系统用于泵送及混合泥浆；液压泵系统用于实现履带行走、起塔、支腿、夹持和卸扣动作；给进系统用于实现给进/回拉动作；回转系统用于实现回转动作；控制系统用于控制泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统的运行。本实用新型还公开了一种非开挖钻机系统。本实用新型提供的非开挖钻机的电液混合驱动系统具有环保节能的优势。

Description

一种非开挖钻机的电液混合驱动系统及非开挖钻机系统

技术领域

本实用新型涉及非开挖钻机技术领域，尤其涉及一种非开挖钻机的电液混合驱动系统及包括该非开挖钻机的电液混合驱动系统的非开挖钻机系统。

背景技术

随着新时代工业机械行业的复苏，城市化建设等不断加快发展，非开挖钻机在城市地下铺管发挥着越来越重要的作用，由于非开挖钻机的灵活性、可移动性等使得全液压非开挖钻机越来越广泛地应用于工程实践中。然而虽然全液压非开挖钻机能实现基本的钻进操作，但钻进效率、智能化和精确化操作、低污染越来越不能满足客户及实际城市建设的需求，这对于提高钻机钻进效率和绿色钻进有很大的制约。这其中影响钻进效率的因素是传统全液压非开挖钻机液压传动效率低、柴油机驱动环境污染大、控制集成度较低、高精度的智能化和自动化操作较难实现，所以非开挖钻机电驱化至关重要。

传统柴油机为动力的全液压非开挖钻机在城市施工过程中，尾气排放和噪声等越来越难以满足国家IV排放标准，而且对于钻进过程中各类工作参数的监测，如回转转速、给进回拖速度等参数都很难实现依据钻机钻进工况的实时监测和控制。而且现阶段城市地下铺设管道越来越复杂，非开挖钻机钻进施工精度要求越来越高。这些都对钻机性能的提升、绿色钻进等都有着迫切的需求。

针对非开挖钻机施工中尾气排放和噪声越来越难以满足国家IV排放标准，对于钻进过程各类参数难以实时检测和控制等缺点，如何提供一种新的非开挖钻机系统成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型提供了一种非开挖钻机的电液混合驱动系统及包括该非开挖钻机的电液混合驱动系统的非开挖钻机系统，解决相关技术中存在的非开挖钻机采用柴油机驱动的排放污染及噪音问题。

作为本实用新型的第一个方面，提供一种非开挖钻机的电液混合驱动系统，其中，包括：供电系统、泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统、回转系统和控制系统，所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统、回转系统和控制系统均与所述供电系统电连接，所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统均与所述控制系统通信连接；

所述供电系统用于为所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统、回转系统和控制系统提供电源供应；

所述泥浆泵系统用于泵送泥浆及混合泥浆；

所述液压泵系统用于在液压作用下实现履带行走、起塔、支腿和夹持卸扣动作；

所述给进系统用于控制钻杆实现给进/回拉动作；

所述回转系统用于控制钻杆实现回转动作；

所述控制系统用于根据钻头的反馈信号控制所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统的运行。

进一步地，所述泥浆泵系统包括第一永磁同步电机和泥浆泵；

所述第一永磁同步电机分别与所述供电系统和所述控制系统连接，所述泥浆泵与所述第一永磁同步电机连接；

所述泥浆泵在所述第一永磁同步电机驱动下实现泵送泥浆以及混合泥浆动作。

进一步地，所述液压泵系统包括：第二永磁同步电机和液压泵；

所述第二永磁同步电机分别与所述供电系统和所述控制系统连接，所述液压泵与所述第二永磁同步电机连接；

所述液压泵在所述第二永磁同步电机驱动下分别实现对履带行走、起塔、夹持、卸扣和支腿的驱动控制。

进一步地，所述液压泵系统还包括：第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和液压马达，所述第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和液压马达均通过电磁换向阀与所述液压泵连接；

所述第一液压缸用于在所述液压泵的驱动下控制实现起塔动作；

所述第二液压缸用于在所述液压泵的驱动下控制实现支腿动作；

所述第三液压缸用于在所述液压泵的驱动下控制实现夹持和卸扣动作；

所述液压马达用于在所述液压泵的驱动下控制实现履带行走动作。

进一步地，所述回转系统包括：第三永磁同步电机、第一减速机和回转机构；

所述第三永磁同步电机分别与所述供电系统化和所述控制系统连接，所述回转机构通过所述第一减速电机与所述第三永磁同步电机连接；

所述回转机构用于在所述第三永磁同步电机的驱动下执行回转动作；

所述第一减速机用于将所述第三永磁同步电机输出的转速进行变速。

进一步地，所述给进系统包括：第四永磁同步电机、第二减速电机、给进机构、第五永磁同步电机、第三减速机和回拉机构；

所述第四永磁同步电机和所述第五永磁同步电机均分别与所述供电系统和所述控制系统连接，所述给进机构通过所述第二减速电机与所述第四永磁同步电机连接，所述回拉机构通过所述第三减速电机与所述第五永磁同步电机连接；

所述给进机构用于在所述第四永磁同步电机的驱动下执行给进动作；

所述回拉机构用于在所述第五永磁同步电机的驱动下执行回拉动作；

所述第二减速机用于将所述第四永磁同步电机输出的转速进行变速；

所述第三减速机用于将所述第五永磁同步电机输出的转速进行变速。

进一步地，所述控制系统包括：主控制器和变频机构，所述主控制器与所述供电系统连接，所述变频机构与所述主控制器连接；

所述主控制器通过所述变频机构分别与所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统连接；

所述主控制器用于根据反馈信号实现对所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统的运行控制。

进一步地，所述变频机构包括：泥浆泵变频器、液压泵变频器、回转变频器、第一给进变频器和第二给进变频器；

所述泥浆泵变频器、液压泵变频器、回转变频器、第一给进变频器和第二给进变频器的输入端均与所述主控制器连接；

所述泥浆泵变频器的输出端与所述泥浆泵系统连接；

所述液压泵变频器的输出端与所述液压泵系统连接；

所述回转变频器的输出端与所述回转系统连接；

所述第一给进变频器和所述第二给进变频器的输出端均与所述给进系统连接。

进一步地，所述控制系统还包括指示灯和照明灯，所述指示灯和所述照明灯均与所述主控制器连接，所述指示灯和所述照明灯在所述主控制器的控制下点亮或熄灭。

作为本实用新型的另一个方面，提供一种非开挖钻机系统，其中，包括：阻力检测装置、控制装置和前文所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，所述阻力检测装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述非开挖钻机的电液混合驱动系统中的控制系统通信连接，

所述阻力检测装置和所述控制装置均设置在钻头上，所述阻力检测装置用于检测钻头的阻力信号；

所述控制装置用于对所述阻力信号进行处理后形成反馈信号并发送至所述非开挖钻机的电液混合驱动系统中的控制系统；

所述电液混合驱动系统中的控制系统用于根据所述反馈信号控制所述电液混合驱动系统中的泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统的运行。

通过上述非开挖钻机的电液混合驱动系统，采用电力为动力源，结合液压泵系统，不仅能够提升钻机的整体性能，还能够满足排放要求，降低污染，同时通过控制系统根据反馈信号的控制，还能满足要求越来越高的施工精度问题。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型提供的非开挖钻机的电液混合驱动系统的结构框图。

图2为本实用新型提供的非开挖钻机的电液混合驱动系统的具体实施方式的结构框图。

图3为本实用新型提供的液压泵系统的结构框图。

图4为本实用新型提供的液压回路示意图。

图5为本实用新型提供的给进回拉调速系统示意图。

图6为本实用新型提供的给进回拉流程图。

图7为本实用新型提供的给进系统PLC程序设计图。

图8为本实用新型提供的控制系统结构框图。

图9为本实用新型提供的电机控制系统原理图。

图10为本实用新型提供的电磁阀控制原理图。

图11为本实用新型提供的液压泵系统动作框图。

图12为本实用新型提供的液压泵系统PLC程序设计梯形图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，非开挖是指利用各种岩土钻掘设备和技术手段，通过导向、定向钻进等方式在地表极小部分开挖的情况下（一般指入口和出口小面积开挖），敷设、更换和修复各种地下管线的施工新技术，不会阻碍交通，不会破坏绿地、植被，不会影响商店，医院，学校和居民的正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，对交通，环境，周边建筑物基础的破坏和不良影响，因此具有较高的社会经济效果。

为了解决现有技术中的非开挖钻机的柴油机动力中的尾气排放和噪声问题，在本实施例中提供了一种非开挖钻机的电液混合驱动系统，图1是根据本实用新型实施例提供的非开挖钻机的电液混合驱动系统的结构框图，如图1所示，包括：供电系统100、泥浆泵系统200、液压泵系统300、给进系统400、回转系统500和控制系统600，所述泥浆泵系统200、液压泵系统300、给进系统400、回转系统500和控制系统600均与所述供电系统100电连接，所述泥浆泵系统200、液压泵系统300、给进系统400和回转系统500均与所述控制系统600通信连接；

所述供电系统100用于为所述泥浆泵系统200、液压泵系统300、给进系统400、回转系统500和控制系统600提供电源供应；

所述泥浆泵系统200用于泵送泥浆及混合泥浆；

所述液压泵系统300用于在液压作用下实现履带行走、起塔、支腿、夹持和卸扣动作；

所述给进系统400用于控制钻杆实现给进/回拉动作；

所述回转系统500用于控制钻杆实现回转动作；

所述控制系统600用于根据钻头的反馈信号控制所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统的运行。

通过上述非开挖钻机的电液混合驱动系统，采用电力为动力源，结合液压泵系统，不仅能够提升钻机的整体性能，还能够满足排放要求，降低污染，同时通过控制系统根据反馈信号的控制，还能满足要求越来越高的施工精度问题。

作为泥浆泵系统200的具体实施方式，如图2所示，所述泥浆泵系统200包括第一永磁同步电机210和泥浆泵220；

所述第一永磁同步电机210分别与所述供电系统100和所述控制系统600连接，所述泥浆泵220与所述第一永磁同步电机210连接；

所述泥浆泵220在所述第一永磁同步电机210驱动下实现泵送泥浆以及混合泥浆动作。

进一步具体地，在本实施例中所述泥浆泵220选用型号为BW250，将其安装于钻机尾部，在常用的循环钻进中，它将地表冲洗介质-清水，泥浆或者聚合物冲洗液在一定的压力下，经过高压软管、水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端，以达到冷却钻头、将切削下来的岩屑清除并输送至地表的目的。

优选地，在本实施例中，所述第一永磁同步电机210可以选用型号为GNF2165A的富士电机进行驱动。

作为所述液压泵系统300的具体实施方式，如图2所示，所述液压泵系统300包括：第二永磁同步电机310和液压泵320；

所述第二永磁同步电机310分别与所述供电系统100和所述控制系统600连接，所述液压泵320与所述第二永磁同步电机310连接；

所述液压泵320在所述第二永磁同步电机310驱动下分别实现对履带行走、起塔、夹持、卸扣和支腿的驱动控制。

在本实施例中，所述第二永磁同步电机310优选型号为GNF2165A的富士电机。

进一步具体地，如图3所示，所述液压泵系统300还包括：第一液压缸330、第二液压缸340、第三液压缸350和液压马达360，所述第一液压缸330、第二液压缸340、第三液压缸350和液压马达360均与所述液压泵320连接；

所述第一液压缸330用于在所述液压泵320的驱动下控制实现起塔动作；

所述第二液压缸340用于在所述液压泵320的驱动下控制实现支腿动作；

所述第三液压缸350用于在所述液压泵320的驱动下控制实现夹持和卸扣动作；

所述液压马达360用于在所述液压泵320的驱动下控制实现履带行走动作。

具体地，在本实施例中，所述液压泵320选用排量为80L/min的双联齿轮泵，型号为CBV 2080/2080-BFP。液压泵320需要给所述第一液压缸（即起塔油缸）、第二液压缸（即支腿油缸）、第三液压缸（即夹持油缸和卸扣油缸）及液压马达（即履带马达）等泵送液压油。

具体地，所述液压系统由电动机驱动液压泵为整个液压系统供压，经过液压缸分别实现起塔、支腿、夹持、卸扣等动作，通过液压马达实现履带行走动作。

优选地，所述履带行走马达选用HKYC2.52.5B-3600D1202，总排量为3624ml/r，负责履带的前进、后退以及钻机整体的转向。

优选地，夹持油缸选用型号为125/90-80油缸3个，其主要功能是对钻杆进行夹持；定位油缸选用型号为130/90-34.5的油缸1个，其主要功能是进行定位；卸扣油缸选用型号为63/45-185的油缸1个，其主要功能为对钻杆进行卸扣；支腿油缸选用型号为80/55-660的油缸2个，其主要功能是钻进时支撑钻机及固定钻机；起塔油缸选用80/45-520的油缸一个，其主要作用是将钻架抬起一定角度，方便钻进。

如图4所示，钻机系统液压回路由电机带动二联泵为系统供压，一个二位四通换向阀实现钻机行走与卸扣的间歇性运行。其他的八个三位四通换向阀分别为实现行走马达、支腿油缸、夹持油缸、起塔油缸和卸扣油缸的油路控制。起塔油缸和支腿油缸回路有内控顺序阀用于实现在支撑过程中保压。图4中控制方式为PLC控制中间继电器进而实现对电磁阀的控制，各液压元件如图4标识所示。

作为回转系统500的具体实施方式，如图2所示，所述回转系统500包括：第三永磁同步电机510、第一减速机520和回转机构530；

所述第三永磁同步电机510分别与所述供电系统100化和所述控制系统600连接，所述回转机构500通过所述第一减速电机520与所述第三永磁同步电机510连接；

所述回转机构530用于在所述第三永磁同步电机510的驱动下执行回转动作；

所述第一减速机520用于将所述第三永磁同步电机510输出的转速进行变速。

在本实施例中，所述第三永磁同步电机510优选采用型号为GNF2207A的富士电机。

作为给进系统的具体实施方式，所述给进系统400包括：第四永磁同步电机410、第二减速电机420、给进机构430、第五永磁同步电机440、第三减速机450和回拉机构460；

所述第四永磁同步电机410和所述第五永磁同步电机440均分别与所述供电系统100和所述控制系统600连接，所述给进机构430通过所述第二减速电机420与所述第四永磁同步电机410连接，所述回拉机构460通过所述第三减速电机450与所述第五永磁同步电机440连接；

所述给进机构430用于在所述第四永磁同步电机410的驱动下执行给进动作；

所述回拉机构460用于在所述第五永磁同步电机440的驱动下执行回拉动作；

所述第二减速机420用于将所述第四永磁同步电机410输出的转速进行变速；

所述第三减速机450用于将所述第五永磁同步电机440输出的转速进行变速。

在本实施例中，所述第四永磁同步电机410和第五永磁同步电机440优选型号为GNF2167A的富士电机。

如图5所示，为给进系统变频调速系统图。采用端子控制方式进行控制，变频器通过模拟量输入端子接收PLC的模拟量输出完成对输出电压频率的调节，电机的正反转及停止信号通过变频器的数字量输入端口给定。

如图6所示，为给进回拉机构程序流程图中，对于运行时需要的输入输出量及运行工况分析。运行时需要控制的开关量：给进变频接触器KMl闭合时，变频器得电，并进入就绪状态；该变频器的常态是得电状态，通过数字量输入端子控制变频器是否输出电压，即控制电动机是否运行。此外，还有给进、回拉信号输出到变频器输入端子，用于控制电动机正、反转；指示灯信号用于指示给进回拉机构是否运行及运行方向；报警器信号用于钻机故障时，提醒工作人员及时处理。

运行时需要检测的开关量：所有接触器的反馈触点用于指示接触器的开闭状态；所有热继电器的反馈触点用于指示相应的电动机是否过载；急停按钮在遇到紧急情况时，按下该按钮将立刻停止机构运行。

此外，还需要一个模拟量信号，用于调节变频器的工作频率，进而调节电动机的转速。

给进主令控制器位于“零位”时，应将PLC频率模拟量输出置0，使电机减速运行。给进主令控制器位于“前进”档时，闭合变频器接触器（工作过程中该接触器一直闭合）、断开反转继电器输出、正转继电器吸合，并根据模拟量输出调节决定PLC输出哪一个频率信号。主令控制器位于“后退”档时，处理基本同“前进”档，只是应断开正转继电器，使反转继电器吸合。当急停按钮按下时，必须立刻停止电机运行，只要急停按钮未松开，给进系统不能再次运行。

如图7所示，给进系统的主要功能由该程序实现，第一段程序实现功能：开机时，只有当给进主令手柄从零位动作时，工作人员的操作才有效。在PLC断电重启时，检测到主令手柄是否在零位，若不在零位则会禁止程序运行，直到工作人员将主令手柄复位。避免了开机时主令手柄不在零位时，给进机构自动运行的现象。

第二段程序用于通过变频器实现对给进电机启／停和正／反转的控制。该部分程序主要实现了如下功能：钻机钻进工作正常运行时，给进电机的方向控制；在急停按钮按下或遇到其他故障时，停止运行。

作为所述主控系统600的具体实施方式，如图2和图8所示，所述控制系统600包括：主控制器610和变频机构620，所述主控制器610与所述供电系统100连接，所述变频机构与620所述主控制器610连接；

所述主控制器610通过所述变频机构620分别与所述泥浆泵系统200、液压泵系统300、给进系统400和回转系统500连接；

所述主控制器610用于根据反馈信号实现对所述泥浆泵系统200、液压泵系统300、给进系统400和回转系统500的运行控制。

进一步具体地，所述变频机构620包括：泥浆泵变频器、液压泵变频器、回转变频器、第一给进变频器和第二给进变频器；

所述泥浆泵变频器、液压泵变频器、回转变频器、第一给进变频器和第二给进变频器的输入端均与所述主控制器连接；

所述泥浆泵变频器的输出端与所述泥浆泵系统连接；

所述液压泵变频器的输出端与所述液压泵系统连接；

所述回转变频器的输出端与所述回转系统连接；

所述第一给进变频器和所述第二给进变频器的输出端均与所述给进系统连接。

如图8所示，所述主控制器接收控制装置、触点信号和监测装置的反馈信号，根据反馈信号控制变频器输出电压频率，从而实现对电机测速；根据反馈信号判断钻机运行状态，在相关参数超过警戒范围时实现自动断路控制，完成简单的内反馈控制；在电机正反转时发出相应指示灯信号，根据操纵杆或者按钮信号通过电磁阀控制液压回路。

优选地，所述主控制器包括PLC控制器。

如图9和图10所示，根据控制系统的要求以及对被控对象的分析，结合控制系统的设计框图，得出主要控制部分的控制原理图如图8所示。电机控制原理图、电磁阀控制原理图分别如图9、图10所示。图8中回转电机，泥浆泵电机，液压泵电机分别使用1台变频器进行调速，给进系统由2台电机带动，分别使用2台变频器对这2台电机调速。图10中QF为断路器，为电压电流过载保护装置；KM为接触器，实现电路通断；FR为热继电器；KA为中间继电器，PLC控制其线圈的通断电，间接控制电磁阀。

需要说明的是，所述液压泵系统的动作是通过PLC输出点作用信号控制电磁阀动作的。电磁阀控制的动作有履带1前进、履带1后退、履带2前进、履带2后退、起塔机构上升、起塔机构下降、支撑腿起升、支撑腿下降、卸扣开、卸扣闭、前夹持器开、前夹持器闭、后夹持器开、后夹持器闭、油路转换。动作框图如11所示。

PLC中多数使用的都是点动的按钮，分为带锁按钮和不带锁按钮，具体依据实际情况分析，硬件工作状态决定程序编程指令。根据实际情况出发，本文中摇杆按钮都是长效控制，这样更易于操作。图12中常开常闭皆为长效控制按钮，无需程序中自锁，电磁阀左右得电互相自锁，安全便捷，急停故障都能对每个动作断电，防止急停失效。回转电机控制、液压泵电机控制、泥浆泵电机控制三者的程序设计思路与给进系统相似。

应当理解的是，图12中所示的角度调节是指通过起塔实现的角度调节。

优选地，所述控制系统600还包括指示灯和照明灯，所述指示灯和所述照明灯均与所述主控制器连接，所述指示灯和所述照明灯在所述主控制器的控制下点亮或熄灭。

作为本实用新型的另一实施例，提供一种非开挖钻机系统，其中，包括：阻力检测装置、控制装置和前文所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，所述阻力检测装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述非开挖钻机的电液混合驱动系统中的控制系统通信连接，

所述阻力检测装置和所述控制装置均设置在钻头上，所述阻力检测装置用于检测钻头的阻力信号；

所述控制装置用于对所述阻力信号进行处理后形成反馈信号并发送至所述非开挖钻机的电液混合驱动系统中的控制系统；

所述电液混合驱动系统中的控制系统用于根据所述反馈信号控制所述电液混合驱动系统中的泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统的运行。

本实用新型实施例提供的非开挖钻机系统，由于采用了前文的非开挖钻机的电液混合驱动系统，采用电力为动力源，结合液压泵系统，不仅能够提升钻机的整体性能，还能够满足排放要求，降低污染，同时通过控制系统根据反馈信号的控制，还能满足要求越来越高的施工精度问题。

因此，本实用新型提供的非开挖钻机系统通过电力为动力源，利用永磁同步电机为回转、给进、泥浆、液压等系统提供动力，这样提升钻机整体的性能，满足国家绿色钻进的要求，也能满足要求越来越高的施工精度问题。

优选地，所述阻力检测装置包括传感器，所述控制装置包括单片机。

关于本实用新型实施例的非开挖钻机系统的具体工作过程可以参照前文的非开挖钻机的电液混合驱动系统的描述，此处不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种非开挖钻机的电液混合驱动系统，其特征在于，包括：供电系统、泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统、回转系统和控制系统，所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统、回转系统和控制系统均与所述供电系统电连接，所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统均与所述控制系统通信连接；

所述供电系统用于为所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统、回转系统和控制系统提供电源供应；

所述泥浆泵系统用于泵送泥浆及混合泥浆；

所述液压泵系统用于在液压作用下实现履带行走、起塔、支腿、夹持和卸扣动作；

所述给进系统用于控制钻杆实现给进/回拉动作；

所述回转系统用于控制钻杆实现回转动作；

所述控制系统用于根据孔内钻头的反馈信号控制所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统的运行。

2.根据权利要求1所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，其特征在于，所述泥浆泵系统包括第一永磁同步电机和泥浆泵；

所述第一永磁同步电机分别与所述供电系统和所述控制系统连接，所述泥浆泵与所述第一永磁同步电机连接；

所述泥浆泵在所述第一永磁同步电机驱动下实现泵送泥浆以及混合泥浆动作。

3.根据权利要求1所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，其特征在于，所述液压泵系统包括：第二永磁同步电机和液压泵；

所述第二永磁同步电机分别与所述供电系统和所述控制系统连接，所述液压泵与所述第二永磁同步电机连接；

所述液压泵在所述第二永磁同步电机驱动下分别实现对履带行走、起塔、夹持、卸扣和支腿的驱动控制。

4.根据权利要求3所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，其特征在于，所述液压泵系统还包括：第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和液压马达，所述第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸和液压马达均通过电磁换向阀与所述液压泵连接；

所述第一液压缸用于在所述液压泵的驱动下控制实现起塔动作；

所述第二液压缸用于在所述液压泵的驱动下控制实现支腿动作；

所述第三液压缸用于在所述液压泵的驱动下控制实现夹持和卸扣动作；

所述液压马达用于在所述液压泵的驱动下控制实现履带行走动作。

5.根据权利要求1所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，其特征在于，所述回转系统包括：第三永磁同步电机、第一减速机和回转机构；

所述第三永磁同步电机分别与所述供电系统和所述控制系统连接，所述回转机构通过所述第一减速机与所述第三永磁同步电机连接；

所述回转机构用于在所述第三永磁同步电机的驱动下执行回转动作；

所述第一减速机用于将所述第三永磁同步电机输出的转速进行变速。

6.根据权利要求1所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，其特征在于，所述给进系统包括：第四永磁同步电机、第二减速机、给进机构、第五永磁同步电机、第三减速机和回拉机构；

所述第四永磁同步电机和所述第五永磁同步电机均分别与所述供电系统和所述控制系统连接，所述给进机构通过所述第二减速机与所述第四永磁同步电机连接，所述回拉机构通过所述第三减速机与所述第五永磁同步电机连接；

所述给进机构用于在所述第四永磁同步电机的驱动下执行给进动作；

所述回拉机构用于在所述第五永磁同步电机的驱动下执行回拉动作；

所述第二减速机用于将所述第四永磁同步电机输出的转速进行变速；

所述第三减速机用于将所述第五永磁同步电机输出的转速进行变速。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，其特征在于，所述控制系统包括：主控制器和变频机构，所述主控制器与所述供电系统连接，所述变频机构与所述主控制器连接；

所述主控制器通过所述变频机构分别与所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统连接；

所述主控制器用于根据反馈信号实现对所述泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统的运行控制。

8.根据权利要求7所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，其特征在于，所述变频机构包括：泥浆泵变频器、液压泵变频器、回转变频器、第一给进变频器和第二给进变频器；

所述泥浆泵变频器、液压泵变频器、回转变频器、第一给进变频器和第二给进变频器的输入端均与所述主控制器连接；

所述泥浆泵变频器的输出端与所述泥浆泵系统连接；

所述液压泵变频器的输出端与所述液压泵系统连接；

所述回转变频器的输出端与所述回转系统连接；

所述第一给进变频器和所述第二给进变频器的输出端均与所述给进系统连接。

9.根据权利要求7所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，其特征在于，所述控制系统还包括指示灯和照明灯，所述指示灯和所述照明灯均与所述主控制器连接，所述指示灯和所述照明灯在所述主控制器的控制下点亮或熄灭。

10.一种非开挖钻机系统，其特征在于，包括：阻力检测装置、控制装置和权利要求1至9中任意一项所述的非开挖钻机的电液混合驱动系统，所述阻力检测装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述非开挖钻机的电液混合驱动系统中的控制系统通信连接，

所述阻力检测装置和所述控制装置均设置在钻头上，所述阻力检测装置用于检测钻头的阻力信号；

所述控制装置用于对所述阻力信号进行处理后形成反馈信号并发送至所述非开挖钻机的电液混合驱动系统中的控制系统；

所述电液混合驱动系统中的控制系统用于根据所述反馈信号控制所述电液混合驱动系统中的泥浆泵系统、液压泵系统、给进系统和回转系统的运行。

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